WCDMA接入網傳輸帶寬需求計算

龍青良 ，王新剛 ，郭景贊 （.中訊郵電咨詢設計院有限公司，北京 00048；.中訊郵電咨詢設計院有限公司，河南 鄭州450007）

0 前言

隨著3G網絡大規模部署的不斷實施，其對傳輸網的容量、業務解決能力、可靠性及擴展性等要求越來越高，而現有傳輸網在接口、容量、承載效率等方面都還無法滿足3G業務快速發展的需要。如何充分利用現有傳輸網絡資源、提高網絡容量及承載效率、降低網絡建設成本，已成為3G傳輸網建設的關鍵所在。無線傳輸網的規劃以基站及用戶終端分布等無線網絡規劃為基礎，而接入網各接口帶寬的計算是無線網絡規劃的基礎，也是無線傳輸網絡規劃的重點。本文給出了WCDMA接入網各接口帶寬的計算方法，并根據業務模型實例詳細闡述了不同承載方式下各接口的帶寬需求。

1 WCDMA網絡的傳輸接口

3G網絡傳輸接口分別來源于寬帶通信的ATM協議族和國際互聯網的IP協議族。3GPP規范推薦了WCDMA不同發展階段的承載技術。在R99和R4版本中，Iub、Iu-CS及Iu-PS接口都將ATM作為承載層；在R5和R6版本中，引入IP作為承載層，以實現網絡的全IP化。WCDMA網絡接口見圖1，其中WCDMA接入網有以下接口。

a）Iub接口。Iub是Node B與RNC間的接口。接口 類 型 為 E1 （IMA/MLPPP）、N ×E1 （IMA/MLPPP）、STM-1（ATM）及FE/GE等。在R5版本中，Iub是從ATM向IP過渡的接口。

b）Iu-CS接口。Iu-CS是RNC與MSC間的CS接口。接口類型為STM-1（ATM）及FE/GE等。

c）Iu-PS接口。Iu-PS是RNC與SGSN間的PS接口。接口類型為STM-1（ATM）及FE/GE等。

圖1 WCDMA網絡接口

d）Iur接口。Iur是RNC與RNC間的接口。接口類型為STM-1（ATM）及FE/GE等。

2 WCDMA接入網接口帶寬計算方法

下面分別介紹WCDMA接入網Iub、Iu及Iur接口帶寬計算方法。

2.1 Iub接口

Iub接口協議結構見圖2。

Iub接口包括用戶和控制2個平面，分別傳輸數據和信令。鑒于數據帶寬為Node B到RNC間的CS12.2k、CS64k及PS等3部分業務之和，因此在計算Iub接口帶寬前需先分別計算出CS12.2k、CS64k及PS業務的凈流量，然后再加上不同承載方式下的承載開銷及信令開銷，其中信令帶寬包括NBAP、Alcap、Uu及Com等帶寬的計算。Iub接口帶寬計算式為

圖2 Iub接口協議結構

式中：

BIub——Iub接口帶寬

BIubData——Iub接口用戶面帶寬

BIubSig——Iub接口控制面帶寬

式中：

TCS——CS12.2k業務的凈業務流量

CIubCS——Iub接口承載CS12.2k業務時開銷所占的比例（見表1）

TVS——CS64k業務的凈業務流量

CIubVS——Iub接口承載CS64k業務時開銷所占的比例（見表1）

TPS——PS業務的凈業務流量

CIubPS——Iub接口承載PS業務時開銷所占的比例（見表 1）

RIub——宏分集對Iub接口流量的影響系數

Rlay——各接口流量計算時的冗余系數

式中：

BIubUuSig——Iub接口Uu信令帶寬

BIubComSig——Iub接口Com信令帶寬

BIubNBAPSig——Iub接口NBAP信令帶寬

BIubAIcaSig——Iub接口Alcap信令帶寬

式中：

ECS——CS12.2k業務的忙時話務量

EVS——CS64k業務的忙時話務量

EPS——PS業務的忙時話務量

VRRC——RRC信令速率

CIubUuSig——Iub接口承載Uu信令時開銷所占比例

式中：

NC——小區數

VCOM——單小區公共信道平均流量

式中：

N——用戶數

BIubNcpSig_U——平均每用戶的Iub接口NCP信令流量

BIubCcpSig_U——平均每用戶的Iub接口CCP信令流量

CIubNBAPSig——Iub接口承載NBAP信令開銷所占比例

式中：

BIubAlcapSig_U——平均每用戶的Iub接口ALCAP信令流量

2.2 Iu接口

2.2.1 Iu-CS接口

Iu-CS接口帶寬計算式為

式中：

BIuCS——Iu-CS接口帶寬

BIuCSData——Iu-CS接口用戶面帶寬

BIuCSSig——Iu-CS接口控制面帶寬

式中：

CIuCS——對應接口承載對應業務時開銷所占的比例（見表1）

CIuVS——對應接口承載對應業務時開銷所占的比例（見表1）

式中：

BIuCSSig_U——平均每用戶的Iu-CS信令流量

CIu_IurSig——對應接口承載對應業務時開銷所占的比例（見表1）

2.2.2 Iu-PS接口

Iu-PS接口帶寬計算式為

式中：

BIuPS——Iu-PS接口帶寬

BIuPSData——Iu-PS接口用戶面帶寬

BIuPSSig——Iu-PS接口控制面帶寬

2.3 Iur接口

Iur接口帶寬計算式為

式中：

BIur——Iur接口帶寬

BIurData——Iur接口用戶面帶寬

BIurSig——Iur接口控制面帶寬

式中：

RIur——宏分集對Iur接口流量的影響系數

式中：

BIurSig_U——平均每用戶的Iur接口信令流量

CIu_IurSig——對應接口承載對應業務時開銷所占的比例（見表1）

2.4 中間參數計算

下面詳細說明在Iub接口和Iu/Iur接口帶寬計算時所涉及中間參數的計算方法。

式中：

ECS——CS12.2k業務的忙時話務量

η——語音激活因子，值為0.6～0.9

式中：

Rd——下行數據比例

VU——平均每用戶的雙向數據流量

表1 承載開銷參數

2.5 開銷參數

WCDMA接入網傳輸帶寬的計算還與不同承載方式下的承載開銷及各種信令開銷有關。表1為根據經驗總結得到的承載開銷參數值。

3 實例分析

3.1 確定業務模型

WCDMA接入網傳輸帶寬的計算需結合具體話務模型、用戶分布方式及承載方式等進行。為更好地說明計算方法及其流程，下面就以某話務模型為實例（見表2）進行分析。在該話務模型下，若設計10個RNC，則每個RNC的數據為：用戶30萬戶、Node B 200個、小區600個，平均每個Node B為1 500個用戶。

3.2 Iub接口的傳輸承載方式

表2 話務模型實例

WCDMA接入網Iub接口有以下傳輸承載方式。

3.2.1 全部采用傳統傳輸網絡

a）采用E1-IMA。Iub接口采用E1-IMA-ATM方式實現傳輸。RNC和Node B采用ATM技術進行交互，通過E1-IMA方式接入傳輸網絡。

b）采用E1-PPP。Iub接口采用E1-PPP-IP方式實現傳輸。RNC和Node B采用IP技術進行交互，通過E1-PPP方式接入傳輸網絡。

3.2.2 全部采用IP傳輸網絡

Iub接口采用FE/GE方式實現傳輸。RNC和Node B采用IP技術進行交互，通過FE/GE方式接入傳輸網絡。

3.2.3 采用分路傳輸

同時采用傳統傳輸網絡和IP傳輸網絡的分路傳輸方式。

a）CS業務和信令采用E1-IMA-ATM方式實現傳輸。針對CS業務，RNC和Node B采用ATM技術進行交互，通過E1-IMA方式接入傳統傳輸網絡。

b）PS業務采用FE/GE方式實現傳輸。針對PS業務，RNC和Node B采用IP技術進行交互，通過FE/GE方式接入IP傳輸網絡。

3.3 Iu/Iur接口的傳輸承載方式

a）全部采用傳統傳輸方式實現傳輸。采用ATM承載技術進行交互，通過STM-1方式接入傳輸網絡。

b）采用IP承載技術，Iu/Iur接口通過GE方式接入傳輸網絡。

c）同時采用傳統傳輸網絡和IP傳輸網絡。Iu-CS接口和Iur接口用STM-1傳送，Iu-PS接口用GE接口傳送。

表3 各接口的傳輸配置

3.4 各接口的帶寬需求

由實例可知，傳輸帶寬需求與Node B或RNC所帶用戶數量、業務模型、接口類型及承載方式有關。

根據本案例的用戶數和業務模型，以及不同接口在不同承載方式下的帶寬需求和相關計算式，得出如表3所示各接口的傳輸配置。

4 結束語

我國各大電信運營商的傳輸網經多年建設都擁有了較為豐富的網絡資源。在進行業務網建設時，應充分利用已有的傳輸網絡資源來滿足新的傳輸需求。從3G無線網絡規劃及實施情況來看，3G基站多與2G基站共址，這為充分利用已有管道、光纖及光纖傳輸系統提供了便利條件。從上述分析中可得出如下結論。

a）Iub接口采用IP over E1方式帶寬需求最小，其次為分路傳輸方式。

b）Iu-CS接口采用ATM over STM-1方式帶寬需求較小。

c）Iu-PS接口采用IP over GE/FE方式帶寬需求較小。

d）在熱點區域，若數據業務量大、空口充分占用時，傳輸帶寬需求很大、E1需求極大，宜采用分路傳輸方式。

根據上述結論及有關計算結果，對各接口的承載方式作如下建議。

a）Iub接口。Iub接口宜采用分路傳輸方式，其中：信令和電路域業務走E1，分組業務走FE/GE。

b）Iu-CS接口。Iu-CS接口宜采用STM-1方式。

c）Iu-PS接口。Iu-PS接口宜采用IP方式。

d）Iur接口。Iur接口宜采用IP方式。

［1］3GPP TR 25.427 UTRAN Iub/Iur interface user plane protocol for DCH data streams（Release 8）. ［S/OL］. ［2010-06-09］.http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25427.htm.

［2］3GPP TR 25.435 UTRAN Iub interface User plane protocols for Common Transport Channel data streanms（Release 7）.［S/OL］.［2010-06-09］.http://www.www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25435.htm.